中国纺织工业联合会科学技术奖获奖项目选载

（2019年度）

耐热抗蠕变超高分子量聚乙烯纤维生产关键技术及成套装备

获奖等级：二等奖

主要完成单位：江苏神鹤科技发展有限公司、东华大学

主要完成人：郭子贤、王依民、王新鹏、项朝阳、于俊荣、何勇、张竹标、高兆云、王新营、倪建华

该项目采用化学交联的方法，首创利用专门的装置将交联剂和引发剂均匀地分散在冻胶纤维的多孔结构中，通过紫外辐照或电子辐照在线处理，引发超高分子量聚乙烯大分子之间发生横向交联，从而极大提高了超高分子量聚乙烯纤维耐热性能和抗蠕变性能。

项目创建了超高分子量聚乙烯纤维纺丝、萃取、浸渍、干燥、超倍牵伸、辐照交联系统装备和核心技术，首创研发出耐热抗蠕变超高分子量聚乙烯纤维。该项目创新设计智能配料和冻胶纺丝系统、密闭式一体化萃取装置、快速高倍热牵伸系统、在线浸渍和辐照系统等核心单元，一体化联动控制，开发出单线产能300 t/年耐热抗蠕变超高分子量聚乙烯纤维生产关键技术及成套装备，是我国首条拥有自主知识产权的生产线。项目申请专利15 项，授权发明专利1 项，实用新型专利7项，其他7项实质审查中。

项目产品抗蠕变性能达到了国外最好抗蠕变超高分子量聚乙烯纤维产品DM-20同等水平，耐热性能明显优于DM-20。在15 MPa 应力作用下，最高耐热可达212 ℃。70 ℃300 MPa 应力下，蠕变伸长率为5.73%（平衡后仅0.5%），蠕变断裂时间大于3 360 h（DM-20只有2 400 h），普通超高分子量聚乙烯纤维蠕变伸长率平衡后超过30%，蠕变断裂时间少于96 h。

项目的成功开发与实施，终结了国外在该领域的垄断和技术封锁，对产业的升级换代及下游产品的开发起到积极的拉动作用，并对我国相关的国防军工、海洋工程、建筑工程、体育用品、新型家纺，特别是新能源等领域提供强有力保障。

中空异形再生纤维素纤维产业化关键技术

获奖等级：二等奖

主要完成单位：山东银鹰化纤有限公司、东华大学

主要完成人：徐元斌、周哲、成艳华、胡娜、郭伟才、相恒学、李娟、鹿泽波、杨利军、马峰刚

国内中空再生纤维素纤维的研发和产业化关键技术尚未突破，尤其是纤维中空结构与其力学性能难以统一。为此，该项目重点研究了发泡剂的选择与调配、纺丝原液制备及其与发泡剂复合、中空纤维成形与牵伸等产业化关键技术。设计开发了专用碳酸钠发泡剂水溶液体系，攻克了发泡剂体系浓度与温度平衡优化、纺丝原液与发泡剂分步复合、纤维凝固成形与气体扩散调控技术，获得了具有竹节中空结构的再生纤维素纤维，中空度为65%左右，具有优良的隔热保暖和吸湿透气性能；通过高黏度高酯化度专用纺丝原液制备、多级梯度牵伸成形技术的突破，在赋予纤维空腔结构的同时形成强硬外壁结构，使纤维具有良好的力学性能，成功克服了中空黏胶纤维易塌陷变形的弊端。

项目研究成果具有创新性和自主知识产权，总体技术达到国际先进水平。申请国家发明专利5项（其中已授权2项），实用新型专利5项；注册产品商标2项，其中“木叶”品牌中空再生纤维素纤维入选2017/2018中国纤维流行趋势。技术成果实现了产业化应用，建成年产6 000 t 的中空异形再生纤维素纤维生产线，开发了竹节型中空黏胶、中空竹浆黏胶、吸色中空黏胶、变色黏胶纤维等系列产品。通过上下游深度协作，设计开发了多种纯纺和混纺织物面料，被下游企业成功应用于保暖内衣、运动休闲、家用纺织、医疗卫生等领域。近3 年新增销售额9 460 万元（其中完成单位2 925 万元），新增利润3 350.75 万元（其中完成单位1 023.75万元）。

生态硅氮系阻燃纤维素纤维产业化及多功能制品集成开发

获奖等级：二等奖

主要完成单位：北京赛欧兰阻燃纤维有限公司、东华大学、嘉兴学院、上海大学、浪莎针织有限公司、山东银鹰化纤有限公司

主要完成人：陈烨、冉国庆、刘承修、姚勇波、姜沪、刘爱莲、柯福佑、胡金龙、徐元斌、张慧颖

纤维素纤维易燃，开发具有阻燃功能的纤维素纤维十分必要。该项目基于有机/无机高温燃烧转化机制，设计发明了新型硅氮系有机阻燃剂，开发了高浓度阻燃剂的原位分散技术，制备了均质稳定的阻燃纺丝原液；研制了低喷丝头牵伸与高塑化牵伸协同取向结晶技术，提升纤维力学性能；发明了阻燃专用凝固剂，研制物理凝固与化学反应双重固化技术，形成纤维素包覆阻燃剂三维网络结构，既抑制了阻燃剂的流失，又保证均匀分散，有效消除了阻燃剂对纤维力学性能的弱化影响。项目率先构建了生态硅氮系阻燃纤维素纤维纺丝工艺体系，研制了产业化的专用纺丝装置及设备，实现了低毒低烟与可纺性统一。开发了纯纺以及与聚酰亚胺、芳纶1313、阻燃腈纶等混纺系列阻燃纤维制品，制备了阻燃内衣、航空阻燃毯、防护服等产品。

项目申报专利25 项，授权发明专利8 项，编制行业标准2项，形成自主知识产权体系，专家鉴定达到国际领先水平。

项目在千吨级生产线上实现了新型硅氮系阻燃再生纤维素纤维工业化生产，工艺运行稳定。开发的纤维干态断裂强度≥2.0 cN/dtex，加工性优良；产品阻燃性高（极限氧指数≥32%），发烟量低（Dm4 值＜0.3），阻燃性能符合民航总局CCAR 25.853(a)要求，燃烧的烟雾毒性测试符合空客ABD0031的要求。

项目是纤维素纤维阻燃技术的重大突破，开创了生态阻燃纤维素纤维的新思路，显著提升了我国阻燃纤维素纤维的水平和地位，为我国个体防护及高端公共防护领域提供了新材料，经济和社会效益显著。

高湿模量纤维界面处理技术研究及应用

获奖等级：二等奖

主要完成单位：河北科技大学、唐山三友集团兴达化纤有限公司

主要完成人：张林雅、于捍江、顾丽敏、米世雄、崔海燕、郑晓晨、安娜、田健泽、李燕青、李学苗

莫代尔纤维具有涤纶的强度、棉花的柔软，作为第二代纤维素纤维，市场容量可观。唐山三友集团兴达化纤有限公司于2010 年开发成功莫代尔纤维，填补了国内空白。在莫代尔纤维生产中，需要通过界面处理实现生产的可行性和成品指标的稳定性。其中的关键助剂功能性黏胶添加剂和纤维油剂依赖进口，受制于国外供应限制和技术垄断，极大限制了唐山三友莫代尔纤维的产业化发展。

莫代尔纤维专用功能性黏胶添加剂，其作用是改变纺丝胶液的成形状态，获得优异的纺丝拉伸性能，提高纤维的干湿强力和湿模量；莫代尔纤维专用油剂，作用是匹配莫代尔纤维的表面特性，调节纤维摩擦性能，赋予纤维平滑、集束、柔软等重要作用，保证纺纱、织造过程的顺利进行。

该项目开发了莫代尔纤维功能性黏胶添加剂和油剂，并成功应用于唐山三友集团兴达化纤有限公司的莫代尔纤维生产中，达到了同类产品的国际先进水平，打破了国外供应垄断和封锁，保障了唐山三友莫代尔纤维产业化的顺利实施。

该项目为河北省科技支撑计划项目，获得发明专利2项，发表论文3篇，已通过河北省科技厅组织的项目鉴定。

毛纺领域用高强竹浆纤维毛条制备技术

获奖等级：二等奖

主要完成单位：河北吉藁化纤有限责任公司、河北艾科瑞纤维有限公司

主要完成人：徐佳威、陈达志、李振峰、赵坤庆、申增路、杨红卫、刘柱君、高彦欣、张焕志、马军峰

该项目通过优选高质量浆粕，采用多级精细过滤技术，制备出高洁净度的黏胶原液；纺丝成形、牵伸后，通过张力条件下干燥热处理，有效提高了纤维强度，调控了纤维吸水量。生产过程中，采用多级及冷态牵伸，显著减少了毛条中毛片、毛粒的产生；采用牵伸状态下高温定型工艺，控制了毛条的收缩率，成功制备出适用于毛纺的高强竹浆纤维毛条。本项目属于新材料科技领域，已申请国家发明专利4项，具有自主知识产权，其中2项已授权，2项处于受理状态。

最终产品毛条单纤维（纤度为3.33 dtex）干断裂强度为2.76 cN/dtex，湿断裂强度为1.45 cN/dtex。竹浆纤维毛条（规格：3.33 dtex×102 mm）平均长度偏差率3.4%，毛粒0.40 只/g，毛片2.20 只/m，缩率2.8%。此外，产品吸水量较普通黏胶纤维低5～6 倍，染色后色泽鲜艳，色牢度高，水煮色牢度可达4级，具有较好的天然抑菌效果，大肠杆菌抑菌率＞99%，并且达到了生态纺织品技术的要求。

项目建立了年产3 000 t 的高强竹浆纤维毛条生产线，2016 年至2018 年，实现产值8 786.67 万元，利税1 490.62万元。

项目产品高强竹浆纤维毛条以我国丰富的有机竹材为原料，是一种可生物降解、循环利用的纤维，为普通再生纤维素纤维提高品质提供了新途径、新措施。该纤维毛条既可纯纺，也可与动物毛（绒）、腈纶等混纺，为毛纺领域提供了一种新型原料。本产品的应用缩短了下游毛纺企业的应用生产流程，降低了毛纺领域制品的生产成本，符合我国可持续发展战略和纺织行业十三五发展理念。

高强度锦纶6短纤维制备关键技术及其多功能系列产品开发

获奖等级：二等奖

主要完成单位：恒天中纤纺化无锡有限公司、东华大学

主要完成人：赵岭、王华平、吉鹏、张建民、林敏、余志、薛建、陈向玲、陈烨、王朝生

我国锦纶产业开发与技术创新基础和前期积累较薄弱，锦纶开发能力不足，产品结构不合理，产品质量指标不明确。因此，开发新型锦纶、提高锦纶的差别化率是锦纶产业发展的必然趋势。该项目针对高黏度锦纶6熔体流动性差问题，以均苯四甲酸作为分子量调节剂，攻克支化封端高流变锦纶6制备关键技术，实现了万吨级锦纶6切片的稳定制备；针对现有蓄热、凉感粉体功能效果低、在高黏度聚合物中分散性差问题，采用玉石粉体、复配二氧化硅、氧化铝、氧化镁形成凉感功能粉体；以硅包覆CuFeM nO4复配形成蓄热保暖粉体，开发功能粉体表面修饰、高效分散技术和熔体调质调黏工艺，实现功能粉体分散性明显提升，团聚现象大大降低；针对高强及功能锦纶6流变性能发生较大变化，现有纺丝成形工艺难以稳定加工，开发了锦纶6高温高压挤出、熔体多级过滤技术，设计研制了高长径比喷丝孔与环形缓冷装置，优化了纺丝高牵伸工艺，形成功能锦纶6短纤成套工艺技术，成功制得性能指标优异的高强、凉感、蓄热保暖锦纶6短纤。高强度锦纶6短纤维制备关键技术及其多功能系列产品已应用在休闲服装、职业工装、军警服装、防护服装等领域。

项目授权中国发明专利2 项、实用新型专利3 项、申请中国发明专利3项，建立企业标准3项。成果引领了我国锦纶的技术创新与产业升级，示范效应显著，经中国纺织工业联合会组织的专家鉴定，认定项目达到国际先进水平。

硅藻土改性纤维产业化关键技术及其在家纺领域的应用

获奖等级：二等奖

主要完成单位：上海水星家用纺织品股份有限公司

主要完成人：沈守兵、陈秀苗、宋春常、梅山标、汪和春、开吴珍

该项目研发一种硅藻土原位负载二氧化钛功能粉体，在此基础上开发功能粉体与聚酯熔融共混纺丝关键技术，制备光催化分解甲醛功能纤维，该纤维同时具有抑菌、防螨、释放负离子等功能。其核心技术包括硅藻土原位负载二氧化钛技术、功能粉体分散及在线添加技术、熔融纺丝成套技术、纤维功能指标的表征技术以及相关标准的制定。

项目成果具有自主知识产权，授权发明专利4 项，授权实用新型专利2 项。该项目实现甲醛去除率≥90%，抑菌率≥90%，负离子释放量≥500 个/cm3，远红外法相发射率≥83%，防螨驱避率≥60%。

硅藻土改性纤维降低了废浆废丝等原料损耗，可节约原料成本约56 元/t，组件费用电耗、人工费、材料费用折算成本降低25元/t，转鼓烘干时可节约蒸汽、电能等生产成本约42元/t。

目前，仅水星家纺对该系列纤维的每年需求量超过3 000 t，并呈逐年递增趋势。公司开发的系列硅藻土改性纤维已形成不同的家纺产品，硅藻土改性纤维夏被、春秋被、冬暖被、暖气专享被、硅藻土舒适枕、硅藻土多功能床垫以及硅藻土床护垫、超薄超保暖被、复合纤维被、软凉席、抗菌除臭除异味羽绒被、抗菌防螨除异味套件等产品已推向市场，受到了经销商和消费者的普遍欢迎。

2017～2018 年该类家纺产品已累计实现销售收入2.73 亿元，预计到2019 年年底将突破4 亿元，经济效益良好。该项目扩大了硅藻土材料的应用领域，技术与产品质量指标达到国际先进水平，对整个行业的发展具有深远意义。

超大口径耐高压压裂液输送管编织与复合一体化关键技术

获奖等级：二等奖

主要完成单位：五行科技股份有限公司、南通大学、苏州大学

主要完成人：王东晖、孙启龙、王萍、沙月华、季涛、高强、叶伟、龙啸云、秦庆戊、夏平原

压裂技术是通过高压将压裂液灌入地层对页岩进行碎裂，释放油气的一种油气开采新技术，其中压裂液输送管是压裂技术的关键装置，目前存在设计理论落后、口径和爆破压力小、内外层结构待优化、单根长度短、生产流程长、成品率低等问题。该项目针对上述问题进行了系列创新。

理论上，推导了纤维增强输送管爆破强度公式，建立了增强体内纤维渐进失效损伤模型和输送管爆破、顶破模型，明确了增强体、涂层与输送管性能间的构效关系。工艺上，设计了TPU-芳纶-EPDM 复合结构，大幅提升了输送管口径、爆破压力、耐磨和耐腐蚀性能；发明了芳纶专用胶黏剂和芳纶管状织物等离子体处理装置，研究了芳纶表面活化工艺，解决了芳纶难粘合的技术瓶颈。装备上，研制了800 mm超大口径输送管编织与复合一体化生产设备，解决了内外涂层厚度的精确控制以及编织与复合速度匹配问题，实现了耐高压、耐腐蚀、多层结构输送管的连续化生产。

产品口径从300 mm 提升到600 mm（目前已达到800 mm），爆破压力从4.14～6.21 MPa 提升到12.62 MPa，单根管长从200 m 提高到2 400 m（考虑运输2 400 m/集装箱），成品率由85%提高到95%。经中国纺织工业联合会组织鉴定：整体技术达到国际先进水平，其中超大口径编织与复合一体化装备达到国际领先水平。

项目获授权发明专利10项（PCT 2项）、实用新型专利2项，发表论文4篇。

近3 年实现销售10.45 亿元，利润1.02 亿元。已应用于新疆油田等10 余个油气田，国内市场占有率达50%；远销美国等10 个国家，国际市场占有率达40%；近3年出口创汇1.28亿美元。